JP6471406B2 - 光学積層体 - Google Patents

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本発明は光学積層体に関する。
液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、無機及び有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ、電子ペーパーなどに用いられるディスプレイやタッチパネルなどには、その外観や性能に大きな影響を与えるため、厚みを薄くすることが求められている。このようなディスプレイなどの薄板化の要望に伴い、ディスプレイなどに設ける偏光板にも薄板化が求められるようになっている。
これらのディスプレイの観察者側に設ける偏光板としては、たとえば液晶ディスプレイ(LCD)用の偏光板としては、映像源側保護シートと観察側保護シートの間に偏光子を積層してなるものが、また有機ELディスプレイ用の偏光板としては、映像源側の位相差フィルムと観察者側の保護シートとの間に偏光子を積層したものが用いられている。また、ディスプレイの外周枠付近に設けられるドライバーICや配線を隠蔽したり、ディスプレイの意匠性を向上させる、あるいは画像表示領域外からバックライトなどの光が漏れないことなどを目的として、偏光板を構成するいずれかの層に黒枠印刷部分を設けることが行われている(例えば、特許文献1)。
また特許文献2には、透明樹脂フィルムの一方の面にハードコート層を有し、他方の面に、黒枠等の印刷層が形成されてなるハードコートフィルムが開示されている。
特開2011−221371号公報 特開2012−232459号公報
特許文献2に開示されたような構成のハードコートフィルムは、画像表示装置において、該フィルムのハードコート層側の面が観察者側になるように設けられる。すなわち、該ハードコートフィルムの裏面側に黒枠印刷層が設けられた構成となる。しかしながら本発明者らは、上記構成を有するハードコートフィルムを画像表示装置に適用すると干渉縞様の模様(以下、単に干渉縞ともいう)が生じる場合があることを確認した。また当該干渉縞の発生は、透明樹脂フィルムと黒枠印刷層とが異なる屈折率を有するために、透明樹脂フィルムと黒枠印刷層との界面で生じる界面反射が主な原因であることを見出した。
上述のような干渉縞の発生は、ディスプレイの画質を低下させる原因となる。また、透明樹脂フィルムと黒枠印刷層との界面で反射が起こると、当該ハードコートフィルムのハードコート層側(画像表示装置の観察者側)で観測される表面反射率も高くなり、外光の写り込み等の原因となる。
透明樹脂フィルムとの界面を不明瞭にすることで、該界面で生じる界面反射に由来する干渉縞を低減することができる。例えば透明樹脂フィルムと、硬化性樹脂組成物の硬化物からなるハードコート層との界面を不明瞭にする場合には、透明樹脂フィルムに硬化性樹脂組成物を塗布し、該硬化性樹脂組成物中の低分子量樹脂成分等を浸透させた後に硬化させると、透明樹脂フィルムとハードコート層との界面付近に浸透層が形成され、界面が不明瞭になる。
通常のハードコート層の形成においては、レベリング時間を長くして表面平滑性を得るため、基材とハードコート層用の硬化性樹脂組成物との接触時間が比較的長く、かつ硬化性樹脂組成物の塗布量も多いため浸透層が形成されやすい。しかしながら黒枠印刷層のようにパターン印刷により形成される層においては、パターン崩れを防ぐため、基材と、印刷用の硬化性樹脂組成物との接触時間は短く、かつ塗布量も少なくする必要がある。そのため、上記のハードコート層に比べて浸透層を形成しにくく、界面を不明瞭にするのがより困難である。
本発明は、基材の一方の面に枠印刷層を有し、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有する光学積層体において、該枠印刷層の形成面での界面反射及びこれに由来する干渉縞の発生を抑制し、かつ表面反射も少なく視認性に優れる画像表示装置を提供しうる光学積層体を提供することを課題とする。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、下記の構成を有する光学積層体が上記の課題を解決し得ることを見出した。本発明の要旨は以下のとおりである。
1.基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有する光学積層体。
2.上記1に記載の光学積層体を有する前面板。
3.上記1に記載の光学積層体を有する画像表示装置。
本発明の光学積層体を画像表示装置に適用すると、該光学積層体を構成する枠印刷層の形成面での界面反射及びこれに由来する干渉縞の発生を抑制し、かつ該光学積層体表面での反射も低減できるので、視認性に優れる画像表示装置を提供できる。また本発明の光学積層体は枠印刷層を有することから、画像表示装置の観察者側に設けることで、ディスプレイの外周枠付近に設けられるドライバーICや配線を隠蔽し、ディスプレイの意匠性を向上させ、あるいは画像表示領域外からのバックライト等の光漏れを防止することができる。
本発明の光学積層体の一形態の断面を示す模式図である。 本発明の光学積層体の一形態の上面からみた模式図である。 本発明の前面板の一形態の断面を示す模式図である。 本発明の前面板の一形態の断面を示す模式図である。
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有するものである。
図1は、本発明の光学積層体の好ましい一形態の断面を示す模式図であり、図2は、本発明の光学積層体の好ましい一形態の上面からみた模式図である。図3及び図4は、本発明の光学積層体を有する前面板の好ましい一形態の断面を示す模式図である。以下、図面を用いて、本発明の光学積層体の構成について詳細に説明する。
図1に示す本発明の光学積層体100は、基材1の一方の面に干渉防止層2及び枠印刷層3を順に有し、基材1の他方の面にハードコート層4を有する態様を示している。干渉防止層2及び枠印刷層3は、図2に示すように基材1の外周に沿って設けられている。
枠印刷層3は、ディスプレイの有効画面の外側の外周枠付近に設けられるドライバーICや配線を隠蔽するために設けられる。また干渉防止層2は、枠印刷層3の形成面での界面反射及び干渉縞を抑制する目的で、基材1と枠印刷層3との間に設けられる。
ここで、本発明における「外周に沿って設けられる」とは、干渉防止層2及び枠印刷層3の上記設置目的を鑑みれば、外周枠付近に設けられ、かつディスプレイの表示画像の視認性を阻害しないように設けられることを示す概念である。すなわち、厳密に外周に沿わなければならないというものではなく、外周近傍であり、かつディスプレイの表示画像の視認性を阻害しない範囲であれば、必ずしも外周に沿わなくてもよく、また全外周に設けず、その一部が欠けるような態様をも含む概念である。図2において、干渉防止層2及び枠印刷層3は外周に沿って全外周に設けられているが、これは本発明における態様の一例を示すものである。
本発明の光学積層体は、反射防止性能を付与する観点から、ハードコート層4上に低屈折率層5を有する態様でもよい。低屈折率層5は、光学積層体の最表面に設けられることが好ましい。また本発明の光学積層体は、基材1、干渉防止層2及び枠印刷層3を覆うように基材の全面に設けられる被覆層6を有する態様でもよい(図1)。
次に、本発明の光学積層体を構成する材料及び各層について説明する。
(基材)
本発明に用いられる基材は、光透過性の高い基材であることが好ましく、従来公知の光学フィルムに用いられている樹脂基材等を適宜選択して用いることができる。
樹脂基材を構成する材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を主体とするものが挙げられる。中でも、アセチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、及びポリエステル系樹脂から選ばれる材料を用いることが好ましく、トリアセチルセルロース(TAC)、アクリル系樹脂及びポリエチレンテレフタレートから選ばれる材料を用いることがより好ましく、光透過性に優れ、屈折率異方性が小さい点から、トリアセチルセルロース(TAC)又はアクリル系樹脂を用いることがさらに好ましく、トリアセチルセルロースを用いることがさらに好ましい。ポリエチレンテレフタレート基材としては、超延伸ポリエチレンテレフタレート基材も含まれる。
なお、「主体とする」とは、基材を構成する成分の中で最も含有割合が高いことを示す。また、主体とする成分の含有割合は、通常90質量%以上であり、本発明の効果が損なわれない限り、添加物等が含まれていてもよいことを意味する。また、「アクリル系樹脂」とは、アクリル系のもの及び/又はメタクリル系のものを意味し、以下に記載するアクリル系樹脂を用いることがより好ましい。
〔アクリル系樹脂〕
アクリル系樹脂基材が含有するアクリル系樹脂としては特に限定されないが、例えば、1種又は2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを重合してなるものが好ましく、より具体的には、(メタ)アクリル酸メチルを用いて得られるものが好ましい。また、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂、イミド環構造を有するアクリル系樹脂等の環構造を有するものを用いてもよい。
上記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂の具体例としては、例えば、特開2000−230016号公報、特開2001−151814号公報、特開2002−120326号公報、特開2002−254544号公報、特開2005−146084号公報等に記載のものが挙げられる。
上記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂としては、下記一般式(1)で表されるラクトン環構造を有するものが好ましい。
一般式(1)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表す。なお、上記有機基は、酸素原子を含んでいてもよい。
上記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂の構造中の、一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有率は、5〜90質量%であることが好ましく、10〜70質量%であることがより好ましく、10〜60質量%であることがさらに好ましく、10〜50質量%であることが特に好ましい。上記一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有率が5質量%以上であると、耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が改善し、90質量%以下であると、成形加工性が改善する。
上記と同様の観点から、上記ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂は、重量平均分子量が1000〜200万であることが好ましく、5000〜100万であることがより好ましく、1万〜50万であることがさらに好ましく、5万〜50万であることが特に好ましい。
また、上記イミド環構造を有するアクリル系樹脂としては、例えば、グルタルイミド構造又はN−置換マレイミド構造を有するアクリル樹脂等が挙げられる。
上記グルタルイミド構造を有するアクリル系樹脂としては、下記一般式(2)で表されるグルタルイミド構造を有することが好ましい。
上記一般式(2)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、R6は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基又はフェニル基を表す。
なお、このようなグルタルイミド構造は、例えば、(メタ)アクリル酸エステル重合体をメチルアミン等のイミド化剤によりイミド化して形成できる。ここで、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」を意味する。
上記N−置換マレイミド構造を有するアクリル系樹脂としては、下記一般式(3)で表されるN−置換マレイミド構造を有することが好ましい。
上記一般式(3)中、R7及びR8は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、R9は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基又はフェニル基を表す。
なお、このようなN−置換マレイミド構造を主鎖に有するアクリル系樹脂は、例えば、N−置換マレイミドと(メタ)アクリル酸エステルとを共重合することにより製造できる。
また、上記アクリル系樹脂は、ガラス転移点(Tg)が100〜140℃であることが好ましく、105〜135℃であることがより好ましく、110〜130℃であることがさらに好ましい。アクリル系樹脂のガラス転移点(Tg)が110℃以上であると、アクリル系樹脂基材上に各層を形成する際に、各層形成用の樹脂組成物に含まれる溶剤によりダメージを受けにくく、一方、140℃以下であると、各層との界面に凹凸を形成しやすいため、該界面に由来する界面反射や干渉縞の発生を抑制することができる。
アクリル系樹脂基材は、アクリル樹脂以外の樹脂を含んでいてもよいが、アクリル基材のうちアクリル系樹脂の割合が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。
上記アクリル系樹脂基材は、延伸基材であることが好ましい。延伸基材とすることにより、基材の強度や寸法安定性を良好にすることができる。
上記アクリル系樹脂基材は、例えば、調湿をしたアクリル系樹脂からなるペレット(チップ)を、一般的な溶融押し出し後、冷却しながら、縦方向に延伸し、その後、横方向に延伸することで製造することができる。
上記溶融押し出し工程では、1軸、2軸、又は2軸以上のスクリューを使用することができ、スクリューの回転方向、回転数、溶融温度は任意に設定できる。
上記延伸は、延伸後に所望の厚みになるように行うことが好ましい。また、延伸倍率は限定されないが、1.2倍以上、4.5倍以下が好ましい。延伸時の温度、湿度は任意に決められる。延伸方法は、一般的な方法でよい。
上記アクリル系樹脂基材は、アクリルゴム粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを含んでもよい。
〔浸透性基材〕
トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂基材は、溶剤や低分子量樹脂成分等の低分子量成分の浸透性を有する点からも好ましい。以下、浸透性を有する基材を「浸透性基材」ともいう。
ここで、浸透性基材を用いることの効果について説明する。本発明の光学積層体において互いに隣接する層、例えば基材1とハードコート層4との屈折率が異なる場合には、基材とハードコート層との界面に由来する界面反射が発生し、該光学積層体を画像表示装置に適用した場合に干渉縞が発生するなどして画像の視認性を低下させる場合がある。しかしながら浸透性基材を用いると、該基材上にハードコート層形成用の硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成した際、該樹脂層中の溶剤により基材が膨潤して硬化性の低分子量樹脂成分が基材に含浸するので、溶剤除去後に該組成物を硬化させると、基材中で硬化性低分子量樹脂成分が硬化し、基材とハードコート層との界面付近に浸透層が形成されて界面が不明瞭になる。その結果、基材と屈折率が異なる材料を用いた場合でも、界面反射や干渉縞を低減させることができるものである。
本発明に用いられる基材の全光線透過率は70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。基材の透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法)により測定することができる。
また、本発明に用いられる基材の厚みは特に制限されず、適宜選択して用いることができる。通常、基材の厚みは、10〜300μmであり、取り扱い性、強度及び光学積層体の薄型化の点から、15〜200μmとすることが好ましい。
上記基材には表面処理(例えば、ケン化処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を施してもよく、プライマー層(接着剤層)を形成してもよい。本発明における基材とは、これらの表面処理及びプライマー層も含めたものをいう。
(干渉防止層)
干渉防止層2は、基材の外周に沿って設けられる層であり、基材1と枠印刷層3との間に位置する。干渉防止層2は実質的に隠蔽性を有さない層であればよく、当該隠蔽性は後述する枠印刷層の隠蔽性よりも低いことが要求される。より具体的には、例えば、干渉防止層の透過濃度が枠印刷層の透過濃度より低くければよく、より好ましくは、干渉防止層の透過濃度が2未満であることである。
図1の層構成を有する光学積層体において、後述する枠印刷層3を基材1上に直接設けた場合、基材1と枠印刷層3を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物とが異なる屈折率を有すると、枠印刷層3の形成面において、基材1と枠印刷層3との界面に由来する界面反射が生じ、画像表示装置に適用した際に干渉縞が生じる原因となる。さらに、当該光学積層体のハードコート層側(画像表示装置の観察者側)の面で観測される表面反射率も高くなり、外光の写り込み等の原因となる。本発明においてはこのような現象を防止するため、基材と枠印刷層との間に、上記干渉縞の発生を抑制するための干渉防止層を設けるものである。
干渉縞の発生を抑制するための干渉防止層の好ましい態様としては、下記(1)〜(5)が挙げられる。
(1)干渉防止層(又は該干渉防止層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物)の屈折率ncの値が、基材の屈折率naと、枠印刷層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物の屈折率nbとの間の値(na≦nc≦nb又はnb≦nc≦na)である。
(2)干渉防止層が内部拡散性を有する。
(3)干渉防止層の界面が、光学距離がλ/4(λ:波長)以上異なりかつピッチが肉眼の解像度以下の凹凸を有する。
(4)基材と干渉防止層、及び干渉防止層と枠印刷層との関係において、下記(a)と(b)との組み合わせ((a1)又は(a2)と、(b1)又は(b2)との組み合わせ)を満たす。
(a1)基材の屈折率naと干渉防止層(又は該干渉防止層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物)の屈折率ncが同程度(好ましくは屈折率差が0.10以下、より好ましくは0.05以下)である。
(a2)基材が浸透性基材であり、かつ干渉防止層形成用の樹脂組成物が基材への浸透性を有する。
(b1)干渉防止層(又は該干渉防止層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物)の屈折率ncと、枠印刷層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物の屈折率nbが同程度(好ましくは屈折率差が0.10以下、より好ましくは0.05以下)である。
(b2)枠印刷層形成用の樹脂組成物が干渉防止層への浸透性を有する。
(5)干渉防止層(又は該干渉防止層を構成する硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物)の屈折率ncが(na×nb1/2で表され、かつ、干渉防止層の厚みがλ/4を満たす(λ:波長)。
干渉防止層は上記(1)〜(5)から選ばれる要件を複数満たしていてもよい。また上記態様のうち、干渉縞の発生を抑制する観点からは(1)且つ(2)の態様が好ましい。
上記(1)及び(4)の態様の干渉防止層とする方法としては、基材、干渉防止層、枠印刷層を構成する材料及びその組み合わせの選択などが挙げられる。なお浸透性を有する樹脂組成物とは、具体的には、溶剤や低分子量樹脂成分を含む樹脂組成物を意味する。
上記(2)に関して、内部拡散性とは、干渉防止層の内部で光拡散が生じる性質を有することをいう。具体的には、干渉防止層に後述する微粒子を含有させることなどにより、内部拡散性を付与することができる。
上記(3)の態様の干渉防止層とする方法としては、該干渉防止層の表面に機械的に凹凸を付与する方法、干渉防止層に後述する微粒子を含有させる方法などが挙げられる。また基材と干渉防止層との界面を凹凸にする場合には、基材を部分的に溶解しうる溶剤を含む樹脂組成物を用いて干渉防止層を形成する方法も挙げられる。
また、上記(5)の態様の干渉防止層とする方法としては、基材、干渉防止層、枠印刷層を構成する材料及びその組み合わせを選択し、かつ干渉防止層を所定の厚みに制御する方法などが挙げられる。
干渉防止層を形成する材料は、形成する干渉防止層の態様に応じて適宜選択できる。機械的強度及び耐溶剤性の観点からは、干渉防止層を形成する材料が硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物であることが好ましい。この場合、形成される干渉防止層は前記硬化性樹脂組成物の硬化物である。
当該硬化性樹脂としては、常温硬化性、熱硬化性、湿気硬化性、電離放射線硬化性を示す樹脂であれば特に制限はないが、機械的強度、製造の容易性や生産性などを考慮すると、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
硬化性樹脂としては、1液硬化性樹脂、2液硬化性樹脂、エマルジョンタイプなど、様々な態様のものを用いることができ、基材との密着性、耐熱性、取扱いの容易さなどを考慮すると、2液硬化性樹脂が好ましい。また、硬化性樹脂の種類としては、ウレタン樹脂、アクリルポリオール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ニトロセルロース樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などが好ましく挙げられ、基材との密着性や取扱いの容易性を考慮すると、ウレタン樹脂、アクリルポリオール樹脂、ニトロセルロース樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が好ましく挙げられる。また、これらの樹脂は、変性されたものであってもよい。
当該硬化性樹脂は、これらのなかから単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができ、基材への密着性の向上の観点から、ウレタン樹脂単体、ウレタン樹脂とニトロセルロース樹脂との組み合わせ、アクリルポリオール樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との組み合わせ、ウレタン樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との組み合わせが好ましい。
上記の硬化性樹脂が2液硬化性樹脂の場合、硬化剤としては上記の樹脂成分の種類によって適宜選択され、例えば、ポリイソシアネート化合物、有機スルホン酸塩、有機アミン、アジリジン環を有するアジリジン化合物、メラミン化合物、カルボジイミド化合物やラジカル開始剤などが好ましく挙げられる。これらのなかでも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
干渉防止層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物は、干渉縞の発生を抑制する観点から、さらに微粒子を含むことが好ましい。但し当該微粒子は後述する着色剤を除くものであり、着色性を有さないものが用いられる。
干渉防止層が微粒子を含むことにより上記効果が得られる理由は定かではないが、該微粒子が干渉防止層において光拡散効果(態様(2))、基材と干渉防止層との界面を凹凸にして界面を不明瞭にする効果(態様(3))、又は屈折率調整効果等を発現して、界面反射を低減していると推測される。また干渉防止層に対し、枠印刷層形成用の樹脂組成物の浸透度合いを制御する効果も有していると考えられる(態様(b2))。
当該微粒子は、干渉防止層中に均一に分散させることが可能であり、上記効果を発現しうるものであれば特に制限はなく、有機粒子、無機粒子のいずれも用いることができる。中でも、分散安定性及び耐久性の観点から、無機粒子が好ましく、金属酸化物粒子がより好ましい。上記金属酸化物としては、ZrO2、TiO2、ZnO、Al23、SiO2、CeO2等が挙げられ、SiO2(シリカ)がより好ましい。当該シリカとしては特に限定されず、結晶性、ゾル状、ゲル状のいずれの状態でもよく、不定形、球形であってもよい。また、当該微粒子は、硬化性樹脂組成物に対する親和性の観点から、表面処理が施されていてもよい。
上記微粒子は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
上記微粒子の平均粒径は、上記効果を発現させる観点から、好ましくは0.1〜10μm、より好ましくは0.2〜5μm、さらに好ましくは0.3〜3μmの範囲である。硬化性樹脂組成物の微粒子の平均粒径は、例えばコールターカウンターを用いて測定することができる。また干渉防止層中における微粒子の平均粒径は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)等を用いて観察、測定することができる。
硬化性樹脂組成物中の微粒子の含有量は、硬化性樹脂100質量部に対し、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.1〜3質量部であることがより好ましく、0.5〜2質量部であることがさらに好ましい。0.01質量部以上であれば干渉縞の抑制効果を得ることができ、5質量部以下であれば基材及び枠印刷層との密着性、並びに機械的強度を維持できる。
硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、さらに着色剤を含むことができる。干渉防止層は、基材上に、該基材の外周に沿って形成され、該干渉防止層の上に、該基材の外周に沿って枠印刷層が形成される。その際、干渉防止層が着色されていれば、枠印刷層を形成する際の位置合わせが容易になるためである。
当該着色剤としては、着色性を有するものであれば特に制限はなく、公知の染料、顔料等を用いることができる。
前述の(a2)に関して、干渉防止層2は、基材1と枠印刷層3との間に設けられるため、基材1と干渉防止層2との界面で生じる界面反射を低減することが必要である。この観点からは、干渉防止層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物は、浸透性溶剤を含むことが好ましい。本発明の層構成を有する光学積層体において、基材と干渉防止層に含まれる硬化性樹脂等のバインダー成分の硬化物との屈折率が異なると、層間での界面反射により干渉縞が発生する要因となり得る。しかしながら、前記浸透性基材を用い、かつ干渉防止層の形成に用いる硬化性樹脂組成物が浸透性溶剤及び低分子量樹脂成分を含むと、該組成物中の浸透性溶剤により基材が膨潤し、低分子量樹脂成分が該基材に浸透する。これにより基材と干渉防止層との界面付近に浸透層が形成されて界面が不明瞭になるため、界面反射及び干渉縞を低減できる。
ここで、浸透性溶剤とは、基材に対する浸透性、膨潤性、湿潤性、浸透溶解性などの性能を有する溶剤である。
このような浸透性溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、メチルイソブチルケトン、ジアセトアルコールなどのケトン類;蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチルなどのエステル類;ニトロメタン、アセトニトリル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどの含窒素類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロルエタンなどのハロゲン化炭化水素類;メチルグリコール、メチルグリコールアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのグリコールエーテル類、などが好ましく挙げられ、これらの中から単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
本発明においては、基材に浸透させて上述の作用により干渉縞を低減させる観点から、ケトン類、あるいはエステル類が好ましく、メチルイソブチルケトンがより好ましい。
硬化性樹脂組成物中の溶剤の含有量は、通常20〜90質量%であり、好ましくは30〜85質量%、より好ましくは50〜80質量%である。溶剤の含有量が上記範囲内であると、塗布適性に優れ、樹脂成分の分散安定性や長期保存性に優れるので好ましい。なお、硬化性樹脂組成物に用いられる溶剤は、該組成物を塗布した後になされる乾燥及び硬化処理により蒸発するので、干渉防止層中には存在しない。
干渉防止層の形成方法は特に限定されないが、上述の硬化性樹脂組成物を用いて、印刷法により形成することが好ましい。干渉防止層の形成には公知の印刷方法を用いることができる。例えば、グラビア印刷法の他、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。これらのうち、グラビア印刷法が、印刷速度が速く、生産効率が高い点で好ましい。
また、前記(5)の態様を除き、干渉防止層の厚みは、0.05〜2.5μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜2.0μmである。干渉防止層の厚みが上記範囲内であると、基材と枠印刷層との間に設けることで、特に枠印刷層に由来する界面反射及び干渉縞の発生を抑制することができる。ここで、干渉防止層の厚みは、例えば膜厚計を用いて、あるいは、断面写真から、干渉防止層上、及び該干渉防止層が形成されていない面上で各々3点測定し、干渉防止層上の厚みの平均値と、干渉防止層が形成されていない面の厚みの平均値との差をもって干渉防止層の厚みとすることができる。
また、干渉防止層の幅は、後述する枠印刷層の幅と同じか又はそれ以上であればよく、該枠印刷層の幅に応じて適宜決定されるが、該枠印刷層の幅よりも0〜2mm広いことが好ましく、0.1〜2mm広いことがより好ましく、0.2〜1.5mm広いことがより好ましい。枠印刷層を、後述するように印刷層を2層以上重ね刷りして形成する場合に、干渉防止層の幅が枠印刷層の幅よりも0.1mm以上広ければ、枠印刷層の重ね刷りの際に発生しうる印刷ずれを目立たなくすることができる。また、干渉防止層の幅と枠印刷層の幅との差が2mm以下であれば、干渉防止層の幅を過度に広くしすぎることによりディスプレイの見栄えを低下させることもない。この差の値は、枠印刷層の幅に対する、干渉防止層の両サイドにおける幅の差を合計した値である。例えば、干渉防止層の幅を枠印刷層の幅よりも合計0.4mm広くする場合は、干渉防止層の幅を両サイドで0.2mmずつ広くすればよい。なお、ここでいう「干渉防止層の幅」とは、該干渉防止層の外周に最も近い部分と、外周から最も遠い部分との最短距離をいう。
なお、干渉防止層の硬化性樹脂組成物に微粒子や着色剤を含む場合は、印刷ずれがより目立たなくなり好ましい。
(枠印刷層)
枠印刷層は、前記基材の外周に沿って、かつ干渉防止層上に設けられる、印刷法により形成された層である。枠印刷層は、通常ディスプレイの外周枠付近になるように設けられ、ディスプレイの意匠性を向上させ、並びにドライバーICや配線等を隠蔽することができる。上記機能を付与する観点から、本発明における「枠印刷層」は、少なくとも隠蔽性を有する層である。
枠印刷層を形成する材料としては、機械的強度及び耐久性の観点から、隠蔽剤及び硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物を用いることが好ましい。すなわち枠印刷層は、隠蔽剤及び硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましい。
硬化性樹脂としては、常温硬化性、熱硬化性、湿気硬化性、電離放射線硬化性を示す樹脂であれば特に制限はないが、硬化性の観点から熱硬化性樹脂が好ましく、干渉防止層に用いる硬化性樹脂と同じ樹脂を用いることが好ましい。これにより枠印刷層と干渉防止層との屈折率差が小さくなるので、枠印刷層に由来する界面反射を低減し、干渉縞の発生を抑制できるためである。
当該硬化性樹脂の好ましい態様は、前述の干渉防止層に用いる硬化性樹脂と同様である。
隠蔽剤としては、隠蔽性を付与しうる着色顔料や、体質顔料等の各種顔料を用いることができ、これらを併用してもよい。当該顔料は有彩色及び無彩色のいずれでもよいが、色味への影響の観点から無彩色の顔料を用いることが好ましく、画像を際立たせる観点からは黒色顔料が好ましい。中でも、上記のドライバーICや配線を隠蔽し、また変色等が生じにくいことから無機顔料を用いることが好ましい。
当該無機顔料としては、例えばカーボンブラック、チタンブラック、鉄黒、パール顔料、弁柄、カドミウムレッド、群青、紺青、コバルトブルー、酸化クロム緑、コバルト緑、黄鉛、チタンイエロー、酸化チタン、亜鉛華、鉛白、リトポン、バライト、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、沈降性シリカや、アルミペースト等のシルバー顔料等が好ましく挙げられ、これらの中から単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。中でも、ディスプレイの外周枠付近に設けられるドライバーICや配線を隠蔽し、またディスプレイの画像への影響が少ないことから、カーボンブラック、アルミペースト等のシルバー顔料、パール顔料が好ましく、カーボンブラックがより好ましい。
なお、着色性や色味の調整などの観点から、隠蔽剤と、隠蔽性を有さない着色剤(顔料、染料等)とを併用してもよい。
カーボンブラックとしては、例えばファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラックが用いられる。カーボンブラックの平均一次粒径は、5〜70nmが好ましく、5〜60nmがより好ましく、5〜50nmがさらに好ましく、特に好ましくは20〜30nmである。カーボンブラックの平均一次粒径が上記範囲内にあれば、優れた隠蔽性が得られる。ここで、平均一次粒径は、カーボンブラックをクロロホルム等の溶媒で十分に希釈分散させた分散液を、コロジオン膜付メッシュ上に展開、乾燥させた後、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて撮影したTEM写真のコンピューター画像解析を行い、抽出された各凝集体の面積と等しい面積を有する円の直径(等面積円径)を粒径とし、得られた粒径分布より求めた算術平均径(数平均値)である。
カーボンブラックは、DBP吸油量が40〜150ml/100gであるものが好ましく、40〜130ml/100gがより好ましく、50〜120ml/100gがさらに好ましい。DBP吸油量が上記範囲内にあれば、良好な印刷適性を得ることができるので、良好な隠蔽性が得られる。ここで、DBP吸油量は、JIS K6221 A法で測定された値である。
カーボンブラックの比表面積は、10〜300m2/gが好ましく、10〜250m2/gがより好ましく、20〜250m2/gがさらに好ましい。比表面積が上記範囲内にあれば、黒色の濃度を向上させることができ、また良好な印刷適性が得られるため、良好な隠蔽性が得られる。ここで、比表面積は、窒素吸着によるJIS K6221に準拠して測定された値である。
また、カーボンブラックのpHは、特に制限はないが、硬化性樹脂組成物中の保存安定性を向上する観点から、3〜10が好ましく、3〜7がより好ましく、3〜5がさらに好ましい。カーボンブラックのpHは、水性懸濁液を調製し、ガラス電極で測定することにより求められる。
カーボンブラックは、酸化処理を施されたものであってもよい。カーボンブラックの酸化処理は、硫酸、硝酸、塩素酸塩、過硫酸塩等の酸化剤の水溶液中にカーボンブラックを入れて、攪拌混合して行われる。この酸化処理は、室温〜90℃程度で行われることが好ましい。酸化処理されたカーボンブラックは、その表面上にカルボキシル基、水酸基等が生成して表面変性したものであり、このようなカーボンブラックを用いることで、硬化性樹脂組成物の保存安定性が向上する。
硬化性樹脂組成物中の隠蔽剤の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して、10〜150質量部が好ましく、より好ましくは20〜120質量部であり、さらに好ましくは30〜120質量部である。隠蔽剤の含有量が上記範囲内であれば、良好な隠蔽性が得られ、また硬化性樹脂組成物の印刷適性が良好であり生産性に優れ、保存安定性も良好となる。
硬化性樹脂組成物は、一般的な調製法に従って、上記した各樹脂組成物に含まれる成分を混合し分散処理することにより調製することができる。混合分散には、ペイントシェーカー又はビーズミル等により、分散処理すればよい。
枠印刷層は、好ましくは上記硬化性樹脂組成物を用いて、基材上に印刷層を2層以上重ね刷りすることにより形成することが好ましい。各印刷層の形成には、同一の硬化性樹脂組成物を用いてもよいし、異なる組成、又は異なる色の硬化性樹脂組成物を用いてもよい。
印刷層は2層以上であればよく、枠印刷層の隠蔽性の観点からは3層以上が好ましい。また、製造コストの観点からは、枠印刷層を構成する印刷層は5層以下であることが好ましい。
枠印刷層の形成方法は特に限定されず、公知の印刷方法を用いることができる。例えば、グラビア印刷法の他、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。これらのうち、グラビア印刷法が、印刷速度が速く、生産効率が高い点で好ましい。
枠印刷層3の枠幅は、隠蔽しようとするドライバーICや配線の設置幅、及びディスプレイの意匠性等により適宜決定されるが、3〜40mmであることが好ましく、より好ましくは5〜35mmであり、さらに好ましくは8〜30mmである。枠印刷層3の枠幅が上記範囲内であれば、ドライバーICや配線を隠蔽するのに十分であり、ディスプレイの意匠性を低下させることもない。本発明において枠印刷層3の枠幅とは、枠印刷層の外周に最も近い部分と、外周から最も遠い部分との最短距離であり、かつ最終製品(画像表示装置)に備えられた光学積層体における枠印刷層の枠幅を意味する。また、該枠印刷層を構成する印刷層の枠幅のうち最大の枠幅と等しいものとする。
枠印刷層の厚みは、2〜5μmであることが好ましく、より好ましくは2〜4.5μmである。枠印刷層の厚みが上記範囲内であると、良好な隠蔽性が得られる。本発明において枠印刷層の厚みとは、該枠印刷層を構成するすべての印刷層を積層した部分の最大厚みと等しいものとする。
枠印刷層の厚みは、例えば膜厚計を用いて、あるいは光学積層体の断面写真から、枠印刷層の印刷面上、及び該枠印刷層近傍の印刷層が形成されていない面上で各々3点測定し、枠印刷層の印刷面の厚みの平均値と印刷層が形成されていない面の厚みの平均値との差をもって枠印刷層の厚みとすることができる。
枠印刷層の透過濃度は、3〜8であることが好ましく、より好ましくは4〜6であり、さらに好ましくは4.5〜5.8である。枠印刷層の透過濃度が3以上であると通常ディスプレイの外周枠付近に設けられるドライバーICや配線を十分に隠蔽することができる。また、8以下であると、枠印刷層の厚みを過度に厚くする必要がないので好適である。なお、透過濃度は、ISO5−2(2009)シリーズ等で規格化されるフィルム等を対象とした入射光に対する透過光の比率として透過濃度計により計測される光学濃度のことである。
(ハードコート層)
ハードコート層は、基材の他方の面、すなわち、基材の干渉防止層及び枠印刷層を順に有する面の反対面に設けられる。ハードコート層は、本発明の光学積層体100に耐擦傷性などの表面硬度の性能を向上させる目的で設けられ、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましい。ここで、ハードコートとは、JIS5600−5−4:1999で規定される鉛筆硬度試験で「H」以上の硬度を示す性能のことをいう。
ハードコート層を形成する電離放射線硬化性樹脂組成物は、電離放射線硬化性樹脂のほか、好ましくは溶剤、光重合開始剤や、各種添加剤を含む樹脂組成物である。本発明においては、優れた表面硬度が得られ、かつ耐溶剤性や防汚性などの性能を容易に付与することができるなどの観点から、電離放射線硬化性樹脂は紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性樹脂が好ましい。
このような樹脂としては、従来電離放射線硬化性の樹脂として慣用されている重合性モノマー及び重合性オリゴマー(ないしはプレポリマー)の中から適宜選択して用いることができる。
重合性モノマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を持つ(メタ)アクリレート単量体が好適であり、なかでも多官能性(メタ)アクリレートモノマーが好ましい。
多官能性(メタ)アクリレートモノマーとしては、分子内にエチレン性不飽和結合を2個以上有する(メタ)アクリレートモノマーであればよく、特に制限はない。具体的にはエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートモノステアレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、イソシアヌレートジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのトリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの4官能以上の(メタ)アクリレート;上記した多官能性(メタ)アクリレートモノマーのエチレンオキシド変性品、プロピレンオキシド変性品、カプロラクトン変性品、プロピオン酸変性品などが好ましく挙げられる。これらのなかでも、優れた表面硬度が得られる観点から、トリ(メタ)アクリレートよりも多官能の、すなわち3官能以上の(メタ)アクリレートが好ましい。これらの多官能性(メタ)アクリレートモノマーは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、上記した多官能性(メタ)アクリレートモノマーとともに、その粘度を低下させるなどの目的で、単官能性(メタ)アクリレートモノマーを、本発明の目的を損なわない範囲で適宜併用することができる。
重合性オリゴマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を持つオリゴマー、例えば、エポキシ(メタ)アクリレート系、ウレタン(メタ)アクリレート系、ポリエステル(メタ)アクリレート系、ポリエーテル(メタ)アクリレート系のオリゴマーなどが好ましく挙げられる。さらに、重合性オリゴマーとしては、ポリブタジエンオリゴマーの側鎖に(メタ)アクリレート基をもつ疎水性の高いポリブタジエン(メタ)アクリレート系オリゴマー、主鎖にポリシロキサン結合をもつシリコーン(メタ)アクリレート系オリゴマー等も好ましく挙げられる。
重合性オリゴマーは、重量平均分子量(GPC法で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量)が20,000以下のものが好ましく、より好ましくは300〜10,000であり、さらに好ましくは300〜5,000である。このような重合性オリゴマーを使用することで、重合による発熱や収縮を抑えられ、発熱によるダメージ(皺)やカールを防止することができる。
また、重合性オリゴマーは多官能であることが好ましく、より好ましくは3〜12官能、さらに好ましくは3〜10官能である。官能基数が上記範囲内であると、優れた機械的強度が得られる。
電離放射線硬化性樹脂組成物は、上記硬化性樹脂の他に、非硬化性の溶剤乾燥型樹脂を含んでいてもよい。該溶剤乾燥型樹脂を併用することにより、塗布面の被膜欠陥を有効に防止できるため、優れた表面性能が得られる。
溶剤乾燥型樹脂としては、例えば、スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ハロゲン含有樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱可塑性樹脂の単体及び共重合体、あるいは、これらの混合樹脂が好ましく挙げられる。これらの樹脂は、非結晶性であり、かつ溶剤に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性などの観点から、スチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂などが好ましい。
前記電離放射線硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、電離放射線硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。該光重合開始剤は、電離放射線硬化性樹脂100質量部に対して0.5〜10質量部程度含むことが好ましく、1〜7質量部含むことがより好ましい。光重合開始剤としては、従来慣用されているものから適宜選択することができ、例えば、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、アルキルフェノン系、ベンゾイン系、ケタール系、アントラキノン系、ジスルフィド系、チオキサントン系、チウラム系、フルオロアミン系などの光重合開始剤が挙げられ、これらのいずれかを単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
なかでも電離放射線の照射によりラジカルを発生し、樹脂組成物の硬化のきっかけとなりうる、アセトフェノン系、アルキルフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、アントラキノン系、チオキサントン系などのラジカル系光重合開始剤が好ましく、さらに光透過性の観点から、アセトフェノン系、アルキルフェノン系のものが好ましく、より好ましくはヒドロキシアセトフェノン系、ヒドロキシアルキルフェノン系、アミノアルキルフェノン系のものである。このような光重合開始剤は市販品として入手可能であり、例えば、「イルガキュア184(商品名)」(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、「イルガキュア907(商品名)」(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)、「イルガキュア127(商品名)」(2−ヒドロキシ−1−[4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル]−2−メチルプロパン−1−オン)(いずれもBASF社製)等が挙げられる。
電離放射線硬化性樹脂組成物は、更に溶剤を含有することができる。硬化性樹脂組成物に含まれる溶剤としては、樹脂組成物に含まれる各成分を溶解する溶剤であれば特に制限なく用いることができるが、浸透性基材を用いた場合は、該基材に対して浸透性を有する浸透性溶剤を用いることが好ましい。当該浸透性溶剤は、前述の干渉防止層を形成する硬化性樹脂組成物に用いられるものと同様である。
本発明においては、浸透性基材に浸透させて界面反射及び干渉縞を低減させる観点から、ケトン類、あるいはエステル類が好ましく、メチルイソブチルケトンがより好ましい。
電離放射線硬化性樹脂組成物中の溶剤の含有量は、通常20〜90質量%であり、好ましくは30〜85質量%、より好ましくは40〜80質量%である。溶剤の含有量が上記範囲内であると、塗布適性に優れ、樹脂成分の分散安定性や長期保存性に優れるので好ましい。
電離放射線硬化性樹脂組成物には、所望の性能に応じて、各種添加剤を添加することができる。
各種添加剤としては、無機系あるいは有機系の微粒子が好ましく挙げられる。このような微粒子としては、例えば、反射率を低下させる目的からSiO2(屈折率n=1.45)、MgF2(屈折率n=1.38)、LiF(屈折率n=1.36)、NaF(屈折率n=1.33)、CaF2(屈折率n=1.44)、3NaF・AlF3(屈折率n=1.4)、AlF3(屈折率n=1.37)、Na3AlF6(屈折率n=1.33)などの低屈折率微粒子が、紫外線遮蔽の効果を向上させる目的からZnO(屈折率n=1.9)、TiO2(屈折率n=2.3〜2.7)、CeO2(屈折率n=1.95)などの微粒子が、また、帯電防止効果が付与されて埃の付着を防止する目的からアンチモンがドープされたSnO2(屈折率n=1.95)、ITO(屈折率n=1.95)、リンがドープされたSnO2(屈折率n=1.75〜1.85)、五酸化アンチモン(屈折率n=2.04)などの金属酸化物微粒子や、金属微粒子などが好ましく挙げられる。また、高屈折率層を得る目的から、Al23(屈折率n=1.63)、La23(屈折率n=1.95)、ZrO2(屈折率n=2.05)、Y23(屈折率n=1.87)などの高屈折率微粒子も好ましく挙げられる。
また、上記のSiO2やAl23は、ハードコート層の硬度の向上のために用いることもできる。
上記の微粒子は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、脂肪酸、界面活性剤などで表面処理されたものであってもよい。例えば、SiO2はその表面がシランカップリング剤で処理されたものが好ましく用いられる。シランカップリング剤は、特に制限なく使用することができるが、官能基として(メタ)アクリロイル基を有する剤が好ましい。このようなシランカップリング剤としては、例えば市販される「KBM−502」、「KBM−503」、「KBE−503」、「KBM−5103」(商品名、いずれも信越化学工業株式会社製)などが好ましく挙げられる。
これらの微粒子は単独又は混合して使用され、溶剤又は水に分散したコロイド状になったものが分散性の点において良好であり、その粒径としては、通常1〜100nm程度であり、塗膜の透明性から好ましくは5〜60nmである。
各種添加剤として、反射率を低下させる目的で、空隙を有する微粒子、すなわち微粒子の内部に気体が充填された構造及び/又は気体を含む多孔質構造体を形成する微粒子(以下「中空粒子」と称する場合がある)も好ましく用いることができる。また、微粒子の形態、構造、凝集状態、膜内部での微粒子の分散状態により、内部、及び/又は表面の少なくとも一部にナノポーラス構造の形成が可能な微粒子も含まれる。
中空粒子の材料としては、無機物及び有機物のいずれでもよく、金属、金属酸化物、樹脂などが挙げられ、特にシリカ微粒子を用いることが好ましい。このような中空粒子の具体例としては、特開平7−133105号公報、特開2001−233611号公報などに開示された複合酸化物ゾル又は中空シリカ微粒子が挙げられる。このような空隙を有する無機系粒子は硬度が高いため、ハードコート層の層強度が向上するという利点も得られる。
各種添加剤として、帯電防止性を付与し、その表面にほこりなどが付着しにくくするため、帯電防止剤を添加することも好ましい。帯電防止剤としては、ポリチオフェン、ポリアニリンなどの導電性ポリマーや、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1〜第3アミノ基などのカチオン性基を有する各種カチオン性化合物;スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基などのアニオン性基を有するアニオン性化合物;アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系などの両性化合物;アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系などのノニオン性化合物;スズおよびチタンのアルコキシドのような有機金属化合物およびそれらのアセチルアセトナート塩のような金属キレート化合物などが挙げられ、さらに上記に列記した化合物を高分子量化した化合物が挙げられる。
これらの帯電防止剤は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
各種添加剤として、防汚性を付与するため、防汚剤を添加することも好ましい。防汚剤を添加することにより、本発明の光学積層体の表面の表面エネルギーを下げ、親水性あるいは親油性の汚れを付きにくくすることができ、汚れが付着した際でも拭取りなどにより汚れを容易に除去しやすくなる。そのような防汚剤としては、フッ素系化合物、ケイ素系化合物、またはこれらの混合物が挙げられ、特にフロロアルキル基を有する化合物が好ましい。また、これらの防汚剤は、分子内に1個以上の電離放射線硬化性の重合性不飽和基を有していることが好ましい。該不飽和基を有していると、繰り返しの拭取りが可能となり、耐久性にも優れるからである。
また、その他の各種添加剤として、耐候性改善剤、耐摩耗性向上剤、重合禁止剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、接着性向上剤、酸化防止剤、レベリング剤、チクソ性付与剤、カップリング剤、可塑剤、消泡剤、易滑剤等が挙げられる。
ハードコート層の厚みは、5〜20μmであることが好ましく、より好ましくは7〜15μmである。ハードコート層の厚みが上記範囲内であると、優れた表面硬度が得られ、また硬化させるときに生じる硬化収縮によるカールやクラックの発生が低減されるので好ましい。ここで、ハードコート層の厚みは、例えば本発明の光学積層体の断面を電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察して、測定した値を任意の十点についての測定値の平均値を採用することができる。
また、各種添加剤として、防眩性を付与するため、防眩剤を添加して、防眩性を有する(ノングレア)ハードコート層とすることも好ましい。防眩剤としては透光性微粒子が好ましく挙げられ、無機系、有機系のものを使用することができる。有機系のものとしては、スチレンビーズ(屈折率n=1.60)、メラミンビーズ(屈折率n=1.57)、アクリルビーズ(屈折率n=1.50〜1.53)、アクリル−スチレンビーズ(屈折率n=1.54〜1.58)、ベンゾグアナミンビーズ、ポリカーボネートビーズ(屈折率n=1.57)、ポリエチレンビーズ(屈折率n=1.50)、シリコンビーズ(屈折率n=1.42)などのプラスチックビーズが挙げられる。また、無機系微粒子としては、シリカ微粒子、不定形シリカ微粒子、無機シリカビーズなどが好ましく挙げられる。
これらの透光性微粒子は、単独で、又は成分が異なるもの、形状が異なるもの、粒度分布が異なるものなどの複数種を組み合わせて用いることができる。
(その他の層)
本発明の光学積層体においては、所望に応じて、低屈折率層や高屈折率層、あるいは防汚層、帯電防止層、防眩層等を設けてもよい。これらの層は、上記のハードコート層の上に設けることが好ましい。低屈折率層を設ける場合は低屈折率層が最表層となるように設けることが好ましく、防汚層を設ける場合は防汚層を最表層となるように設けることが好ましい。また、低屈折率層に防汚性を同時にもたせてもよい。
中でも、反射防止性能を付与する観点から、本発明の光学積層体は、図1に示すようにハードコート層4上に低屈折率層5を有することが好ましい。なお本発明において「低屈折率層」とは、少なくとも隣接する層よりも屈折率が低い層をいい、高屈折率層とは、少なくとも隣接する層よりも屈折率が高い層をいう。
低屈折率層5の屈折率は、反射防止性の点から、好ましくは1.47以下、より好ましくは1.40以下である。また低屈折率層5を光学干渉層として機能させ、高い反射防止性を付与する観点から、低屈折率層5の厚みdは、d=mλ/4nを満たすものが好ましい。ここで、mは正の奇数を表し、nは低屈折率層3の屈折率を表し、λは波長を表す。mは好ましくは1である。λは好ましくは450〜700nmであり、より好ましくは500〜600nmである。
上記低屈折率層や高屈折率層は、例えば上記の低屈折率微粒子や高屈折率微粒子を用いて、真空蒸着、スパッタリングなどの方法により形成することもできる。また、より容易に層を形成する観点からは、これらの微粒子を硬化性樹脂、例えば上記のハードコート層を形成する際に好ましく用いる電離放射線硬化性樹脂などをバインダー樹脂として、該バインダー樹脂中に分散した樹脂組成物などを用いて、公知の方法により形成することが好ましい。
また、例えば低屈折率層は、上記の微粒子、フッ化ビニリデン共重合体やシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体などの含フッ素化合物、1分子中に反応性官能基を2つ以上有する、例えばペンタエリスリトール骨格を有するような含フッ素モノマー、及び電離放射線硬化性樹脂などを好ましく含む硬化性樹脂組成物を用いて形成してもよい。
なかでも、低屈折率層は、微粒子及び電離放射線硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。当該微粒子としては、上述した中空粒子が好ましく、中空シリカ微粒子がより好ましい。
防汚層は、例えば上記のような防汚剤と上記のハードコート層を形成する際に好ましく用いる電離放射線硬化性樹脂とを含む樹脂組成物などを用いて、公知の方法により形成すればよい。
また、本発明の光学積層体においては、所望に応じて帯電防止層を設けることもできる。帯電防止層は、上記のハードコート層の上に設けてもよいし、基材とハードコート層との間に設けてもよく、その設置順序は特に制限はない。
帯電防止層は、例えば上記のような帯電防止剤、防汚剤などと上記のハードコート層を形成する際に好ましく用いる電離放射線硬化性樹脂とを含む樹脂組成物などを用いて、公知の方法により形成すればよい。
〔被覆層〕
本発明の光学積層体は、その他の層として、さらに被覆層を有していてもよい。被覆層は図1に示すように、基材、干渉防止層及び枠印刷層を覆うように、基材の全面に設けられる層である。枠印刷層3は段差を有することから、枠印刷層3の形成面に他の層を積層する際に気泡が混入しやすいという問題があるが、基材、干渉防止層及び枠印刷層を覆うように被覆層を全面に設けることで当該段差を埋めて、積層時の気泡混入を抑制できる。また、被覆層を設けることで光学積層体の機械的強度を向上させ、さらに前記枠印刷層の表面を保護することで枠印刷層が湿度等の影響を受けにくくなることから、枠印刷層の寸法安定性を向上させることができる。
被覆層の形成には、硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物を用いることが好ましい。すなわち被覆層は、好ましくは硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の硬化物である。
硬化性樹脂としては、電離放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられ、これらを併用してもよい。なかでも、被覆層の機械的強度、基材及び枠印刷層との密着性の観点から、樹脂成分として少なくとも電離放射線硬化性樹脂を含むことが好ましい。すなわち被覆層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物は、好ましくは電離放射線硬化性樹脂組成物である。
当該電離放射線硬化性樹脂組成物に含まれる電離放射線硬化性樹脂、溶剤、光重合開始剤、及びこれらの好ましい態様は、前述のハードコート層の形成に用いられる電離放射線硬化性樹脂組成物と同様である。なお溶剤に関しては、ケトン類、あるいはエステル類が好ましく、特に、浸透性基材を用いた際に、該基材に溶剤及び低分子量の樹脂成分を浸透させて基材と被覆層との界面の屈折率差を小さくする観点からは、メチルエチルケトンがより好ましい。
被覆層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物は、更に熱硬化性樹脂を併用してもよい。該熱硬化性樹脂としては、干渉防止層を形成する硬化性樹脂組成物に用いられる熱硬化性樹脂を好ましく挙げることができる。なかでも、枠印刷層との接着性の観点から、枠印刷層を形成する硬化性樹脂組成物に用いた熱硬化性樹脂と同じ樹脂が好ましい。
被覆層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物は、上記硬化性樹脂の他に、非硬化性の溶剤乾燥型樹脂を含んでいてもよい。該溶剤乾燥型樹脂を併用することにより、枠印刷層との接着性を向上させることができる。また硬化性樹脂組成物の塗布面の被膜欠陥を有効に防止できるため、優れた表面性能が得られる。
溶剤乾燥型樹脂としては、前述のハードコート層において記載した樹脂と同様のものが挙げられる。
被覆層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物には、所望の性能に応じて各種添加剤を添加することができる。特に被覆層に耐ブロッキング性を付与する観点から、易滑粒子を添加することが好ましい。
易滑粒子としては、光透過性を有する粒子が好適に使用され、有機粒子及び無機粒子のいずれも用いることができる。中でも無機粒子は、少量の添加で耐ブロッキング性を付与し得る点で好適である。また、易滑粒子の形状は、球形、不定形、中空、多孔質及び中実等のいずれであってもよい。
光透過性を有する有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリアクリル−スチレン共重合体粒子、メラミン樹脂粒子、ポリカーボネート粒子、ポリスチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、ポリ塩化ビニル粒子、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子、シリコーン粒子、フッ素系樹脂粒子及びポリエステル系樹脂粒子等が挙げられる。また、光透過性を有する無機粒子としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子及びチタニア粒子等が挙げられる。
上記粒子の中でも、少量の添加でブロッキングを防止し得る無機粒子が好適である。また、無機粒子の中でも、透明性の観点からシリカが好適である。
易滑粒子の平均粒子径は、耐ブロッキング性を付与する観点、硬化性樹脂組成物中での易滑粒子の分散性の観点から、10〜5000nmであることが好ましく、15〜2000nmであることがより好ましい。
また、硬化性樹脂組成物中の易滑粒子の含有量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対し0.01〜1質量部であることが好ましく、0.1〜0.5質量部であることがより好ましい。
また、その他の各種添加剤として、耐候性改善剤、重合禁止剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、接着性向上剤、酸化防止剤、チクソ性付与剤、カップリング剤、可塑剤、消泡剤等が挙げられる。
被覆層は、基材、干渉防止層及び枠印刷層を覆うようにして全面に設けられる。干渉防止層及び枠印刷層が設けられていない部分の被覆層の厚みは、3〜20μmであることが好ましく、より好ましくは5〜10μmである。被覆層の厚みが上記範囲内であると、枠印刷層による段差を埋めて被覆層表面を平滑にすることができる。また硬化性樹脂組成物を硬化させるときに生じる硬化収縮によるカールやクラックの発生が低減されるので好ましい。
また、上記と同様の観点から、枠印刷層上に設けられた被覆層の厚みは1〜15μmであることが好ましく、より好ましくは3〜8μmであり、また上記の枠印刷層が設けられていない部分の被覆層の厚みよりも小さい厚みである。
被覆層の厚みは、例えば本発明の光学積層体の断面を電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察して、測定した任意の十点についての測定値の平均値を採用することができる。
(光学積層体の製造方法)
本発明の光学積層体の製造方法は、上記の構成を有する光学積層体が得られれば特に制限されず、例えば、(a)基材を準備する工程、(b)干渉防止層、枠印刷層、ハードコート層、及び所望により設けられるその他の層を形成する樹脂組成物を調製する工程、(c)基材の他方の面にハードコート層を形成する工程、(d)基材の一方の面に、該基材の外周に沿って干渉防止層を形成する工程、及び(e)基材の一方の面に、該基材の外周に沿って枠印刷層を形成する工程、の各工程を順に有する製造方法が好ましく挙げられる。なお(c)工程は、(d)及び(e)工程の後に行ってもよい。
また、本発明の光学積層体が被覆層6を有する場合には、(e)工程の枠印刷層の形成を行った後に、(f)該基材、干渉防止層及び該枠印刷層を覆うように被覆層を全面に形成する工程を有する。
上記(b)工程において、各層形成用の硬化性樹脂組成物は、一般的な調製法に従って、上記した各樹脂組成物に含まれる成分を混合し分散処理することにより調製することができる。混合分散には、ペイントシェーカー又はビーズミルなどにより、分散処理すればよい。
上記(d)〜(e)工程の干渉防止層及び枠印刷層の形成には、前述のようにグラビア印刷法を採用することが好ましい。
上記(c)工程及び(f)工程において、ハードコート層及び被覆層の形成は、各層を形成する樹脂組成物を塗布して行えばよく、塗布方法としては、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、グラビアコート法、スピンコート法、スプレー法、ダイコート法、スライドコート法、バーコート法、メニスカスコーター法、スクリーン印刷法、ピードコーター法などの各種方法から選択することができる。
各層形成用の硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、加熱による硬化処理は、通常上記(c)〜(e)工程の各工程の際、又は全工程を経た後に行うことができる。温度条件や処理時間は、使用する硬化性樹脂に応じて適宜決定すればよく、加熱による硬化処理方法は公知の方法により行えばよい。
また、(c)工程において、ハードコート層形成用の硬化性樹脂組成物が電離放射線硬化性樹脂組成物であり、該組成物中の溶剤として浸透性溶剤を用いた場合には、電離放射線の照射の前に、電離放射線硬化性樹脂組成物を塗布して形成した未硬化樹脂層を、例えば乾燥温度:40〜120℃、乾燥時間:20〜120秒の条件で乾燥処理を行うことが好ましい。上記の条件で乾燥処理を行うことで、溶剤が基材に十分に浸透する前に揮発することがなく、浸透性溶剤としての機能を発揮するので、基材との界面の反射に由来する干渉縞の発生を抑えることができる。
上記電離放射線硬化性樹脂組成物の未硬化樹脂層の硬化方法は、用いる硬化性樹脂により適宜選択すればよく、電離放射線として電子線を用いる場合、その加速電圧については、用いる樹脂や層の厚みに応じて適宜選定し得るが、通常加速電圧70〜300kV程度で未硬化樹脂層を硬化させることが好ましい。なお、電子線の照射においては、加速電圧が高いほど透過能力が増加するため、基材として電子線により劣化する基材を使用する場合には、電子線の透過深さと未硬化樹脂層の厚みとが実質的に等しくなるように、加速電圧を選定することにより、基材への余分の電子線の照射を抑制することができ、過剰電子線による基材の劣化を最小限にとどめることができる。
電離放射線の照射線量は、電離放射線硬化性樹脂の架橋密度が飽和する量が好ましい。さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型などの各種電子線加速器を用いることができる。
電離放射線として紫外線を用いる場合には、波長190〜380nmの紫外線を含むものを放射する。紫外線源としては特に制限はなく、例えば高圧水銀燈、低圧水銀燈、メタルハライドランプ、カーボンアーク燈などが用いられる。この場合の照射線量は、電離放射線硬化性樹脂の架橋密度が飽和する量が好ましく、未硬化樹脂層の厚みや紫外線の照度によって適宜選択すればよい。硬化性、及び硬化後の皺の発生を抑制する観点から、好ましくは50〜300mJ/cm2、より好ましくは100〜250mJ/cm2である。なお、基材を構成する材料としてセルロース系樹脂(とりわけ、トリアセチルセルロース樹脂)を採用する場合は、電子線の照射により材料が劣化しやすいため、電離放射線として紫外線を採用することが好ましい。
このようにして得られた本発明の光学積層体は、干渉縞の発生が抑えられるため、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、無機及び有機ELディスプレイ、電子ペーパーなどに用いられるディスプレイやタッチパネルなどに好適に用いられる。
[前面板]
本発明の前面板は、本発明の光学積層体を有するものである。図3及び図4に本発明の前面板の構成例を示す。
図3に示す本発明の前面板200は、図1に示す本発明の光学積層体100の被覆層6側の面と、偏光板7とが接着剤層10を介して積層された構成を有している。偏光板7は、偏光膜8と保護シート9とを少なくとも有する。前面板200は、保護シート9が映像源側となり、光学積層体100が観察者側となるようにディスプレイに設けられる。
また、図4に示す本発明の前面板201は、本発明の光学積層体101とガラス板12とが、接合層11を介して積層された構成を有している。光学積層体101は、基材1の一方の面に干渉防止層2及び枠印刷層3を順に有し、基材1の他方の面にハードコート層4を有する態様であり、ハードコート層4上には前記低屈折率層5を有してもよい。接合層11は、粘着性又は接着性を有する層であり、光学積層体101の基材1、干渉防止層2及び枠印刷層3を覆うように全面に設けられている。 画像表示装置の中でも、薄型テレビジョン等に適用される液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ及び有機ELディスプレイ等のFPD(Flat Panel Display)装置では、表示パネルの前面に、「前面フィルタ」とも呼ばれるガラス製の前面板が設置されている。この前面板は例えば図4に示される構成を有し、主として、周囲光の反射防止、FPD装置の強度向上、及びFPD装置の衝撃破損防止等を目的として設置される。
次に、本発明の前面板を構成する各部材について説明する。
(偏光膜)
図3に例示される本発明の前面板200において、偏光板7を構成する偏光膜8としては、特定の振動方向をもつ光のみを透過する機能を有する偏光膜であればいかなるものでもよく、一般的にはPVA(ポリビニルアルコール)系偏光膜が好ましく用いられる。
PVA系偏光膜としては、例えばPVA系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸したものが挙げられる。これらのなかでもPVA系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光膜が好適に用いられる。これら偏光子の厚みは特に制限されず、一般的に、1〜100μm程度である。
偏光膜を構成する樹脂として好適に用いられるPVA系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類などが挙げられる。
PVA系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%、好ましくは98〜100モル%の範囲である。このPVA系樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。PVA系樹脂の重合度は、通常1,000〜10,000、好ましくは1,500〜10,000の範囲である。
(保護シート)
図3に例示される本発明の前面板200において、偏光板7は、偏光膜8の保護のために、さらに保護シート9を有してもよい。保護シート9は偏光膜8を保護することができ、かつ光透過性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば本発明の光学積層体100の基材1で用いられるトリアセチルセルロース基材や、トリアセチルセルロース以外のセルロース系、例えばジアセチルセルロース、アセチルブチルセルロース、セロファンなどのセルロース系基材、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル基材、ポリカーボネート基材、シクロポリオレフィン基材、ポリアミド基材、ポリイミド基材等が好ましく挙げられる。
なかでも、画像表示装置が無機又は有機ELディスプレイである場合には、反射防止効果を付与する観点から、保護シート9として、λ/4板としての性能を有するシートを用いることが好ましい。通常、λ/4板としての性能とは、入射光の波長の1/4の値を示すことを意味するものであるが、本発明においては厳密に1/4の値を示すものではなく、1/4の値の±10%の範囲の値を示すものも含むものとする。また、保護シート9がλ/4板としての性能を有する場合、該シートの面内位相差値(Re値)の波長分散は、波長が短くなるほどリタデーション値が小さくなる逆分散性能を示すものがより好ましい。
また、保護シート9の偏光膜8と接する面に、偏光膜との密着性を向上させるためにコロナ処理、プラズマ処理、低圧UV処理、ケン化処理などの表面処理やアンカー層を形成する方法などの易接着処理を施したり、あるいは易接着層(プライマー層)を設けることができる。なかでもコロナ処理、アンカー層を形成する方法、及びこれらを併用する方法が好ましい。
(接着剤層)
図3に例示される本発明の前面板200において、光学積層体100を構成する被覆層6と、偏光板7を構成する偏光膜8との間に積層される接着剤層10は、親水性の偏光膜との接着性の観点から、親水性の接着剤からなる接着剤層であることが好ましい。該接着剤層を構成する接着剤としては、公知のPVA系接着剤が好ましく挙げられる。
接着剤層10は、光学積層体100を構成する被覆層6、あるいは偏光板7を構成する偏光膜8のいずれかの側又は両側に接着剤を塗布して形成することができる。接着剤層10の厚みは、前面板の透明性及び薄型化の観点から、好ましくは0.01〜5μm、より好ましくは0.05〜3μmである。
(接合層)
図4に例示される本発明の前面板201において、光学積層体101とガラス板12との間に積層される接合層11は、粘着性又は接着性を有する層である。接合層11は、光学積層体101とガラス板12とを接合する観点から、粘着剤又は紫外線硬化型接着剤からなることが好ましい。
当該粘着剤としては、光学積層体とガラス板との接合が可能であれば特に制限はなく、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等を例示できる。
当該紫外線硬化型接着剤としては、光学積層体とガラス板との接合が可能であり、紫外線により硬化しうる接着剤であれば特に制限はなく、アクリル系UV接着剤、エポキシ系UV接着剤等を例示できる。
接合層11の厚みは特に制限されないが、光学積層体とガラス板とを接合する観点、前面板の透明性及び薄型化の観点から、好ましくは1〜20μm、より好ましくは3〜10μmである。
(ガラス板)
図4に例示される本発明の前面板201において、ガラス板12は、周囲光の反射防止、FPD装置等の画像表示装置の強度向上及び衝撃破損防止等を目的として用いられる。ガラス板12は、無色透明でかつ表面平坦性が高く、一般的な画像表示装置に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。ガラス板の厚みは、通常0.2〜3mmの範囲である。
(前面板の製造方法)
図3に示す本発明の前面板200は、例えば、上述のようなPVA系フィルムを一軸延伸する工程、PVA系樹脂フィルムを二色性色素で染色して、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたPVA系フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、及びこれらの工程が施されて二色性色素が吸着配向された一軸延伸PVA系フィルムを偏光膜とし、本発明の光学積層体100を構成する被覆層6と、偏光板を構成する偏光膜6の面とを貼り合わせる工程を経て製造される。図3に示す前面板のように、偏光板7が保護シート9を有する場合には、偏光膜8の他方の面に保護シート9を貼り合わせる工程をさらに有する。
次いで、光学積層体100を構成する被覆層6、あるいは偏光板を構成する偏光膜8のいずれかの側又は両側に接着剤を塗布して接着剤層10を形成し、該接着剤層10を介して貼り合わせる。なお保護シート9を用いる場合には、予め偏光膜8と保護シート9とを積層してから、該偏光膜8の他方の面と光学積層体100とを貼り合わせてもよい。貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。なお、加熱乾燥温度、乾燥時間は接着剤の種類に応じて適宜決定される。
また、図4に示す本発明の前面板201は、例えば、本発明の光学積層体101の干渉防止層及び枠印刷層を有する面に、接合層11を構成する粘着剤又は紫外線硬化型接着剤を塗布して粘着剤又は紫外線硬化型接着剤からなる層を形成する工程、及び当該層にガラス板12を積層する工程、を経て製造される。接合層11が紫外線硬化型接着剤により構成される場合には、該紫外線硬化型接着剤からなる層を紫外線硬化させる工程をさらに有する。紫外線照射量等は接着剤の種類に応じて適宜決定される。
本発明の前面板は、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、無機及び有機ELディスプレイ、電子ペーパーなどに用いられるディスプレイやタッチパネルなどに好適に用いられる。
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、上記の本発明の光学積層体、又は本発明の前面板を有することを特徴とする。このような画像表示装置としては、液晶ディスプレイ(LCD)や電子ペーパーなどに用いられるディスプレイなどの非自発光型画像表示装置、あるいはプラズマディスプレイ(PDP)、無機及び有機ELディスプレイなどの自発光型画像表示装置などが好ましく挙げられる。
本発明の画像表示装置は、これらの画像表示装置のいずれかの位置に本発明の光学積層体又は前面板を有していれば、その構成に特に制限はなく、例えば液晶ディスプレイにおいて液晶表示素子と光学積層体又は前面板との間に必要に応じて挿入される位相差板などといった、各種画像表示装置に必要に応じて設けられる構成部品を適宜用いることについても制限はない。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
(評価方法)
(1)干渉縞の評価
実施例及び比較例で得られた光学積層体のハードコート層側から目視で観察し、干渉縞の発生の有無を評価した。目視観察は、一般環境下(蛍光灯下)、及び、暗室にてハードコート層側から三波長型蛍光灯で照らした状態で行った。
◎ 暗室にて三波長型蛍光灯で照らした場合にも干渉縞は観察されなかった
○ 暗室にて三波長型蛍光灯で照らした場合にわずかに干渉縞が観察された
△ 暗室にて三波長型蛍光灯で照らした場合に干渉縞が観察された
× 一般環境下で干渉縞が観察された
(2)表面反射率(反射Y値)の測定
分光光度計(「MPC3100(型番)」、(株)島津製作所製)を用いて、波長380〜780nmの範囲において、入射角5°での正反射率を測定した。この正反射率の測定結果を、人間が目で感じる明度として換算するソフトウェア(「UVPC用カラー測定ソフトウェア」、(株)島津製作所製)を用いてY値(%)を算出した。
(3)枠印刷層の透過濃度の測定
実施例及び比較例で得られた光学積層体の枠印刷層について、透過濃度計(「X−Rite 361T(型番)」、X−Rite社製)を用いて、3mm径のアパーチャーで、透過濃度を測定した。透過濃度は、枠印刷層の印刷面側を縦横方向にそれぞれ100mm間隔で3点測定し、その平均値とした。
(4)干渉防止層及び枠印刷層の厚みの測定
実施例及び比較例で得られた光学積層体の干渉防止層、枠印刷層について、デジタル厚み計(「デジマチックインジケーターID−H0530(型番)」、株式会社ミツトヨ製)を用いて厚み測定を行った。各層の厚みは、各層の印刷面上、及び該層近傍の印刷されていない面上を縦横方向に各々100mm間隔で3点測定し、印刷面の厚みの平均値と印刷されていない面の厚みの平均値との差をもって、各層の厚みとした。
実施例1
基材(トリアセチルセルロースフィルム「TD60UL P」、厚み:60μm、富士フイルム(株)製)を準備し、該基材の一方の面に、下記のハードコート層用紫外線硬化性樹脂組成物Aをバーコート法で塗布して未硬化樹脂層を形成し、温度70℃の熱オーブン中で30秒間加熱して溶剤のメチルエチルケトンを揮発させてから、紫外線を積算光量が150mJ/cm2となるように照射して、厚み:10μm(STEM断面観察による)のハードコート層を形成した。さらに、形成したハードコート層の上に、下記組成の低屈折率層用樹脂組成物Aを、乾燥(70℃×1分)後の膜厚が0.1μmとなるように塗布した。そして、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を積算光量が200mJ/cm2となるように照射して硬化させ、低屈折率層を形成した。低屈折率層の膜厚の調整は、反射率の極小値が波長550nm付近になるように行った。
次いで、該基材の反対面に、2液硬化性を有する下記の干渉防止層用樹脂組成物Aをグラビア印刷法により1回刷りし、温度70℃の熱オーブン中で60秒間加熱して乾燥させて、厚み:1μm、幅:20mmの干渉防止層を形成した。次に、2液硬化性を有する下記の黒色の枠印刷層用樹脂組成物Aをグラビア印刷法により3回刷りし、温度70℃の熱オーブン中で60秒間加熱して乾燥させて、厚み:3μm、幅:20mmの枠印刷層を形成した。さらに、これを40℃のオーブン中で24時間加熱処理を行い、干渉防止層及び枠印刷層を硬化させた。
得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
<ハードコート層用紫外線硬化性樹脂組成物A>
10官能ウレタンアクリレート(「UV1700B(商品名)」、日本合成工業株式会社製、重量平均分子量:2000):50質量部
3官能ポリエステルアクリレート系オリゴマー(「M9050(商品名)」、東亞合成株式会社製、重量平均分子量:400〜430):50質量部
光重合開始剤(「イルガキュア184(商品名)」、BASF社製):4質量部
メチルエチルケトン:100質量部
レベリング剤(「F477(型番)」、DIC株式会社製、ノニオン性含フッ素基・親水性基・親油性基含有オリゴマー):0.2質量部
<低屈折率層用樹脂組成物A>
中空状シリカ微粒子(平均粒径:60nm、日揮触媒化成(株)製):120質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA、日本化薬(株)製):100質量部
光重合開始剤(「イルガキュア127」(商品名)、BASF社製):7質量部
変性シリコーンオイル(「X22164E(商品名)」、信越化学工業(株)製):5質量部
溶剤:(メチルイソブチルケトン):7000質量部
溶剤:(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):800質量部
<干渉防止層用樹脂組成物A>
ウレタン樹脂A(重量平均分子量:50000):20質量部
シリカ微粒子(「オルガノシリカゾルMEK−ST−ZL(商品名)」、日産化学工業(株)製、固形分濃度;30質量%、平均粒径:85nm):1質量部
ポリイソシアネート硬化剤(「ラミックBハードナー(商品名)」、大日精化工業株式会社製):1質量部
溶剤:(メチルエチルケトン/トルエン/イソプロピルアルコール=4/4/2):78質量部
<枠印刷層用樹脂組成物A>
ウレタン樹脂A(重量平均分子量:50000):13質量部
カーボンブラック(平均一次粒径:20nm):13質量部
シリカ微粒子(「オルガノシリカゾルMEK−ST−ZL(商品名)」、日産化学工業(株)製、固形分濃度;30質量%、平均粒径:85nm):1質量部
ポリイソシアネート硬化剤(「ラミックBハードナー(商品名)」、大日精化工業株式会社製):2質量部
溶剤:(メチルエチルケトン/トルエン/イソプロピルアルコール=4/4/2):71質量部
実施例2
実施例1において、干渉防止層用樹脂組成物Aを下記の干渉防止層用樹脂組成物Bとした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
<干渉防止層用樹脂組成物B>
ウレタン樹脂A(重量平均分子量:50000):20質量部
カーボンブラック(平均一次粒径:20nm):1質量部
シリカ微粒子(「オルガノシリカゾルMEK−ST−ZL(商品名)」、日産化学工業(株)製、固形分濃度;30質量%、平均粒径:85nm):1質量部
ポリイソシアネート硬化剤(「ラミックBハードナー(商品名)」、大日精化工業株式会社製):1質量部
溶剤:(メチルエチルケトン/トルエン/イソプロピルアルコール=4/4/2):77質量部
実施例3
実施例1において、干渉防止層用樹脂組成物Aを下記の干渉防止層用樹脂組成物Cとした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
<干渉防止層用樹脂組成物C>
ウレタン樹脂A(重量平均分子量:50000):19.5質量部
カーボンブラック(平均一次粒径:20nm):3.5質量部
シリカ微粒子(「オルガノシリカゾルMEK−ST−ZL(商品名)」、日産化学工業(株)製、固形分濃度;30質量%、平均粒径:85nm):1質量部
ポリイソシアネート硬化剤(「ラミックBハードナー(商品名)」、大日精化工業株式会社製):1質量部
溶剤:(メチルエチルケトン/トルエン/イソプロピルアルコール=4/4/2):75質量部
実施例4
実施例1において、干渉防止層形成用樹脂組成物Aを下記の干渉防止層形成用樹脂組成物Dとした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
<干渉防止層用樹脂組成物D>
ウレタン樹脂A(重量平均分子量:50000):21質量部
ポリイソシアネート硬化剤(「ラミックBハードナー(商品名)」、大日精化工業株式会社製):1質量部
溶剤:(メチルエチルケトン/トルエン/イソプロピルアルコール=4/4/2):78質量部
実施例5
実施例1において、基材をアクリル樹脂基材(メチルメタクリレート−メチルアクリレート共重合体、厚み:40μm)とした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例6
実施例1において、基材をポリエチレンテレフタレート基材(「U403(品番)」、東レ株式会社製、厚み:100μm)とした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
比較例1
実施例1において、干渉防止層を設けなかった以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
比較例2
実施例5において、干渉防止層を設けなかった以外は、実施例5と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
比較例3
比較例1において、枠印刷層をグラビア印刷法で6回刷りして形成したこと以外は、比較例1と同様にして光学積層体を得た。得られた光学積層体について、上記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例の光学積層体は、干渉縞の発生が抑制され、かつ光学積層体のハードコート層側の面で観測される表面反射率も低いことが確認された。特に、干渉防止層用樹脂組成物に微粒子を含む場合には干渉縞発生の抑制に優れていた(実施例1〜3、5〜6)。一方、干渉防止層を設けなかった比較例1及び2、並びに枠印刷層の隠蔽性を高めた比較例3の光学積層体においても、目視観察で干渉縞の発生が認められ、かつ表面反射率も高いものであった。
本発明の光学積層体を画像表示装置に適用すると、干渉縞の発生を抑制し、かつ光学積層体表面においても反射を低減できるので、視認性に優れる画像表示装置を提供できる。本発明の光学積層体は、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、無機及び有機ELディスプレイ、電子ペーパーなどに用いられるディスプレイやタッチパネルなどに好適に用いられる。
1 基材
2 干渉防止層
3 枠印刷層
4 ハードコート層
5 低屈折率層
6 被覆層
7 偏光板
8 偏光膜
9 保護シート
10 接着剤層
11 接合層
12 ガラス板
100、101 光学積層体
200、201 前面板

Claims (13)

  1. 基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、該干渉防止層が硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有し、該干渉防止層が微粒子を含み、内部拡散性を有する、光学積層体。
  2. 前記硬化性樹脂組成物中の前記微粒子の含有量が、硬化性樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部である、請求項1に記載の光学積層体。
  3. 前記枠印刷層が隠蔽剤及び硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の硬化物である、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  4. 前記隠蔽剤がカーボンブラックを含む、請求項3に記載の光学積層体。
  5. 前記基材を構成する材料がトリアセチルセルロース、アクリル系樹脂、及びポリエチレンテレフタレートから選ばれる、請求項1〜4のいずれかに記載の光学積層体。
  6. 前記ハードコート層が電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物である、請求項1〜5のいずれかに記載の光学積層体。
  7. 前記干渉防止層の厚さが0.05〜2.5μmである、請求項1〜6のいずれかに記載の光学積層体。
  8. 前記ハードコート層上にさらに低屈折率層を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の光学積層体。
  9. 基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、かつ該基材の他方の面に電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物であるハードコート層を有し、該干渉防止層が微粒子を含み、内部拡散性を有する、光学積層体。
  10. 基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、該干渉防止層の厚さが0.05〜2.5μmであり、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有し、該干渉防止層が微粒子を含み、内部拡散性を有する、光学積層体。
  11. 基材の一方の面に干渉防止層及び枠印刷層を順に有し、該干渉防止層及び該枠印刷層は該基材の外周に沿って設けられており、かつ該基材の他方の面にハードコート層を有し、該ハードコート層上にさらに低屈折率層を有し、該干渉防止層が微粒子を含み、内部拡散性を有する、光学積層体。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の光学積層体を有する前面板。
  13. 請求項1〜11のいずれかに記載の光学積層体を有する画像表示装置。
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